TWI780739B - 固態影像感測器 - Google Patents

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Abstract

提供一種固態影像感測器。固態影像感測器包含一半導體基板，半導體基板具有多個光電轉換元件。光電轉換元件形成一N×N像素陣列，其中N為大於或等於3的正整數。固態影像感測器也包含一調變層，調變層設置於光電轉換元件的上方。固態影像感測器更包含一光調整結構，光調整結構設置於調變層之上並對應於N×N像素陣列。N×N像素陣列包含一第一像素區域，第一像素區域具有至少一第一像素。N×N像素陣列也包含一第二像素區域，第二像素區域在一第一方向和與第一方向不同的一第二方向上與第一像素區域相鄰，並具有多個第二像素。第一像素的開口率與第二像素的一個的開口率不同。

Description

固態影像感測器
本揭露實施例是有關於一種影像感測器，且特別是有關於一種具有浮動像素設計的固態影像感測器。
影像感測器(例如，互補式金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)影像感測器)已經廣泛使用於各種影像拍攝設備，例如數位靜止影像相機、數位攝影機和類似的設備。可根據在固態影像感測器的感光部分(例如，光電轉換元件)中接收的光量來產生訊號電荷。此外，可傳輸和放大在感光部分中產生的訊號電荷，從而獲得影像訊號。
隨著影像感測器朝小像素(例如，小於0.7μm的像素尺寸)發展，由於小像素的光接收面積較小，可能出現較低的靈敏度(sensitivity)。在傳統的固態影像感測器中，可使用一個對應於多個像素的微透鏡來增加光量，從而提高量子效率(quantum efficiency、QE)和/或靈敏度。然而，這種結構可能容易引起每個像素不均勻並增加通道分離(channel separation)。
此外，入射光通常會集中到傳統固態影像感測器的基板中的隔離結構(例如，淺溝槽隔離(shallow trench isolation、STI)或深溝槽隔離(deep trench isolation、DTI))中，這可能會 導致光散射並降低影像品質。因此，在固態影像感測器的設計中仍存在各種需要克服的挑戰。
在根據本揭露一些實施例的固態影像感測器中，不同像素區域的開口率(aperture ratio)可不同，其可能最佳化光分配(例如，防止入射光集中到隔離結構或防止光電轉換元件接收到不均勻的光強度)，從而提升來自固態影像感測器的光電轉換元件的影像訊號的品質。
根據本揭露的一實施例，提供一種固態影像感測器。固態影像感測器包含一半導體基板，半導體基板具有多個光電轉換元件。光電轉換元件形成一N×N像素陣列，其中N為大於或等於3的正整數。固態影像感測器也包含一調變層，調變層設置於光電轉換元件的上方。固態影像感測器更包含一光調整結構，光調整結構設置於調變層之上並對應於N×N像素陣列。N×N像素陣列包含一第一像素區域，第一像素區域具有至少一第一像素。N×N像素陣列也包含一第二像素區域，第二像素區域在一第一方向和與第一方向不同的一第二方向上與第一像素區域相鄰，並具有多個第二像素。第一像素的開口率與第二像素的一個的開口率不同。
在一些實施例中，光調整結構為一會聚微透鏡。
在一些實施例中，固態影像感測器更包含一網格結構，網格結構設置於調變層中以將調變層分為對應於第一像素的一第一調變區段及對應於第二像素的多個第二調變區段。網格結構的材料包含一透明介電材料，透明介電材料具有介於1至1.99的範圍 內的折射率，或者網格結構為空氣。
在一些實施例中，第一調變區段的底面積小於第二調變區段的一個的底面積。
在一些實施例中，第一調變區段的底面積與第二調變區段的一個的底面積的比例小於0.5，且第一調變區段填充綠色、黃色或透明的材料。
在一些實施例中，當入射光來自第一調變區段的一第一側時，位於與第一調變區段的第一側相對的一第二側上的第二調變區段中的一個的開口率小於位於第一調變區段的第一側的第二調變區段中的另一個的開口率。
在一些實施例中，N×N像素陣列更包含一第三像素區域，第三像素區域在第一方向和第二方向上與第二像素區域相鄰，並具有多個第三像素。第三像素的一個的開口率與第一像素的開口率和第二像素的一個的開口率不同。
在一些實施例中，網格結構在第一調變區段與第二調變區段的一個之間具有一第一網格寬度。網格結構在第二調變區段的一個與第三調變區段的一個之間具有一第二網格寬度。第一網格寬度大於第二網格寬度。
在一些實施例中，固態影像感測器更包含一金屬網格，金屬網格設置於網格結構的底部。
在一些實施例中，固態影像感測器更包含一金屬網格，金屬網格設置於調變層中以將調變層分為對應於一第一調變區段及多個第二調變區段。第一調變區段對應於第一像素。第二調變區段對應於第二像素。金屬網格在第一調變區段與第二調變區段的 一個之間具有一第一金屬寬度。圍繞調變層的金屬網格具有一第二金屬寬度。第一金屬寬度大於第二金屬寬度。
在一些實施例中，光電轉換元件中對應於第一像素的一個的頂面積小於光電轉換元件中對應於第二像素的另一個的頂面積。
在一些實施例中，光調整結構為一發散微透鏡。
在一些實施例中，第一調變區段的底面積大於第二調變區段的一個的底面積。
在一些實施例中，光電轉換元件中對應於第一像素的一個的頂面積大於光電轉換元件中對應於第二像素的另一個的頂面積。
在一些實施例中，固態影像感測器更包含設置於調變層中的一網格結構及設置於調變層之上的一彩色濾光層。網格結構的折射率小於調變層的折射率。
在一些實施例中，固態影像感測器更包含一氣隙，氣隙設置於網格結構對應於第一像素區域與第二像素區域之間的空間中。
在一些實施例中，調變層的厚度與彩色濾光層的厚度的比例介於0.25與1之間。
在一些實施例中，在N×N像素陣列中的開口率沿著光調整結構的輻射方向改變。
在一些實施例中，當N=2n且n為正整數時，第一像素區域對應於四個光電轉換元件，且四個光電轉換元件形成P-N接面。
在一些實施例中，N×N像素陣列形成一嵌鑲圖案，且嵌鑲圖案包括RGB排列、CMY排列或RYYB排列。
100,102,104,106,108,110,112,114,116:固態影像感測器
10:半導體基板
11:隔離結構
13,13-4,13-5,13-6:光電轉換元件
20:調變層
20S1,20S2,20S3,20S4,20S5,20S6,20S11,20S12,20S13,20S14,20S15:調變區段
31,33,35:光調整結構
35-1,35-2,35-3:子層
40,40S1,40S1’40S2,40S2’,40S3,40S4:網格結構
40G:氣隙
50,50S1,50S2,50S2’,50S3:金屬網格
70:彩色濾光層
A5,A6,A7,A10,A11,A13,B2,B3,B4,B5,B6,B8,B9,B12,B14,B15,B18,C1,C3,C4,C7,C9,C11,C13,C15,C16,C17,C19,C23,D2,D4,D6,D10,D16,D20,D22D24,E1,E5,E21,E25:像素
A-A’,B-B’,C-C’,D-D’,E-E’,F-F’,G-G’:線
AJ:P-N接面
DS2,DS5,DS6,DS13,DS14,DS15:底面積
HA,HB:厚度
HI:內高度
HO:外高度
LW1,LW2,LW2’,LW3,LW4:網格寬度
MW1,MW2,MW2’,MW3:金屬寬度
PA,PA’,PA”:像素陣列
PA(B):藍色像素陣列
PA(C):青色像素陣列
PA(G):綠色像素陣列
PA(M):洋紅色像素陣列
PA(R):紅色像素陣列
PA(Y):黃色像素陣列
ROI:注意區域
T4,T5,T6:頂面積
X,Y,Z:坐標軸
以下將配合所附圖式詳述本揭露實施例。應注意的是，各種特徵部件並未按照比例繪製且僅用以說明例示。事實上，元件的尺寸可能經放大或縮小，以清楚地表現出本揭露實施例的技術特徵。
第1圖是根據本揭露一些實施例繪示固態影像感測器的部分俯視圖。
第2A圖是沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第2B圖是沿著第1圖的線B-B’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第2C圖是根據本揭露另一實施例沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第2D圖是根據本揭露另一實施例沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第2E圖是根據本揭露另一實施例沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第2F圖是根據本揭露另一實施例沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第2G圖是根據本揭露另一實施例沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第2H圖是根據本揭露另一實施例沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第2I圖是根據本揭露另一實施例沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第2J圖是根據本揭露另一實施例沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第2K圖是根據本揭露另一實施例沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第3圖是根據本揭露一些實施例繪示固態影像感測器的部分俯視圖。
第4A圖是根據本揭露一實施例沿著第3圖的線C-C’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第4B圖是根據本揭露另一實施例沿著第3圖的線C-C’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第4C圖是根據本揭露另一實施例沿著第3圖的線C-C’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第5圖是根據本揭露一些實施例繪示固態影像感測器的部分俯視圖。
第6A圖是根據本揭露一實施例沿著第5圖的線D-D’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第6B圖是根據本揭露另一實施例沿著第5圖的線D-D’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第6C圖是根據本揭露另一實施例沿著第5圖的線D-D’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第7圖是根據本揭露一實施例的影像的注意區域。
第8圖是根據本揭露一些實施例繪示固態影像感測器的部分俯視圖。
第9圖是沿著第8圖的線E-E’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第10圖是根據本揭露一些實施例繪示固態影像感測器的部分剖面圖。
第11圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示固態影像感測器的部分剖面圖。
第12圖是根據本揭露一實施例繪示固態影像感測器的部分俯視圖。
第13圖是沿著第12圖的線F-F’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第14圖是根據本揭露另一實施例繪示固態影像感測器的部分俯視圖。
第15圖是沿著第14圖的線G-G’所切的固態影像感測器的部分剖面圖。
第16圖是根據本揭露一些實施例繪示固態影像感測器的像素陣列的部分俯視圖。
第17圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示固態影像感測器的像素陣列的部分俯視圖。
第18圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示固態影像感測器的像素陣列的部分俯視圖。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例以實 施本案的不同特徵。以下的揭露內容敘述各個構件及其排列方式的特定範例，以簡化說明。當然，這些特定的範例並非用以限定。
除非另外定義，在此使用的全部用語(包含技術及科學用語)具有與此篇揭露所屬之一般技藝者所通常理解的相同涵義。能理解的是，這些用語，例如在通常使用的字典中定義的用語，應被解讀成具有與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在本揭露實施例有特別定義。
第1圖是根據本揭露一些實施例繪示固態影像感測器100的部分俯視圖。第2A圖是沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器100的部分剖面圖。第2B圖是沿著第1圖的線B-B’所切的固態影像感測器100的部分剖面圖。應注意的是，為了簡便起見，第1圖、第2A圖和第2B圖中可能省略固態影像感測器100的一些部件。
在一些實施例中，固態影像感測器100可為互補式金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器或電荷耦合元件(charge coupled device、CCD)影像感測器，但本揭露實施例並非以此為限。
應注意的是，第1圖僅繪示一個像素陣列PA，其包含對應於一個光調整結構31的像素C1、像素B2、像素C3、像素B4、像素A5、像素B6、像素C7、像素B8及像素C9。亦即，像素陣列PA可為對應於一個光調整結構31的3×3像素陣列，且像素陣列PA可對應於3×3個光電轉換元件13(繪示於第2A圖與第2B圖)。
如第1圖所示，像素陣列PA可包含一第一像素區域 及在X方向和Y方向上與第一像素區域相鄰的一第二像素區域，第一像素區域具有像素A5，而第二像素區域具有像素B2、像素B4、像素B6及像素B8。在一些實施例中，像素陣列PA可進一步包含在X方向和Y方向上與第二像素區域相鄰的一第三像素區域，第三像素區域具有像素C1、像素C3、像素C7及像素C9。如第1圖所示，像素B2和像素B8分別設置於像素A5的上下兩側，而像素B4和像素B6分別設置於像素A5的左右兩側。此外，像素C1(或像素C3、像素C7或像素C9)與像素A5呈對角排列。
參照第1圖，像素B2、像素B4、像素B6及像素B8可具有相同的開口率，而像素C1、像素C3、像素C7及像素C9可具有相同的開口率。此外，像素A5的開口率、像素B2(或像素B4、像素B6或像素B8)的開口率及像素C1(或像素C3、像素C7或像素C9)的開口率可不同。在第1圖所示的實施例中，像素A5的開口率小於像素B2(或像素B4、像素B6或像素B8)的開口率，而像素B2(或像素B4、像素B6或像素B8)的開口率小於像素C1(或像素C3、像素C7或像素C9)的開口率。
參照第2A圖與第2B圖，固態影像感測器100包含一半導體基板10，半導體基板10具有多個光電轉換元件13。在一些實施例中，半導體基板10可為晶圓或晶片。舉例來說，半導體基板10可包含矽。
如第2A圖與第2B圖所示，固態影像感測器100可包含隔離結構11，隔離結構11設置於半導體基板10中。在一些實施例中，隔離結構11可包含淺溝槽隔離(shallow trench isolation、STI)或深溝槽隔離(deep trench isolation、DTI)。舉例來說，可 使用蝕刻製程在半導體基板10中形成溝槽，並以絕緣或介電材料填充溝槽而形成隔離結構11。
在第2A圖與第2B圖所示的實施例中，隔離結構11包含具有相同深度的深溝槽隔離(DTI)。在一些其他的實施例中，隔離結構11的深度是可變的(variable)。亦即，多個隔離結構11的深度可彼此不同。
在一些實施例中，隔離結構11可定義光電轉換元件13。亦即，半導體基板10中的光電轉換元件13可透過隔離結構11彼此隔離。在一些實施例中，光電轉換元件13可為光電二極體(photodiode)。
在一些實施例中，可在半導體基板10之上形成一高介電常數(high-κ)膜和/或一緩衝層(未繪示於第2A圖與第2B圖)，並覆蓋光電轉換元件13。舉例來說，高介電常數膜的材料可包含氧化鉿(HfO2)、氧化鉿鉭(HfTaO)、氧化鉿鈦(HfTiO)、氧化鉿鋯(HfZrO)、五氧化二鉭(Ta2O5)、其他合適的高介電常數材料或其組合，而緩衝層的材料可包含氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其他合適的絕緣材料或其組合。
參照第2A圖與第2B圖，固態影像感測器100包含一調變層20，調變層20設置於光電轉換元件13的上方。在一些實施例中，調變層20的材料可包含具有介於約1.0至約2.0的範圍內的折射率的介電材料。
在本揭露的實施例中，調變層20可用於調整由光電轉換元件13接收的光強度。在一些實施例中，調變層20可為彩色濾光層，例如紅色(R)濾光層、綠色(G)濾光層或藍色(B)濾光層。在 一些其他的實施例中，調變層20可為白色(W)濾光層、青色(C)濾光層、洋紅色(M)濾光層、黃色(Y)濾光層、其他合適的濾光層或其組合。
在一些實施例中，調變層具有(或者可被分為)多個調變區段，例如第2A圖所示的調變區段20S4、調變區段20S5和調變區段20S6，或者第2B圖所示的調變區段20S1、調變區段20S2和調變區段20S3。在本實施例中，每個調變區段對應於一個光電轉換元件13。在一些其他的實施例中，每個調變區段可對應於至少兩個光電轉換元件13。
參照第2A圖與第2B圖，固態影像感測器100包含一光調整結構31，光調整結構31設置於調變層20之上，且光調整結構31可對應於像素陣列PA。亦即，光調整結構31可對應於九個像素(即，像素C1、像素B2、像素C3、像素B4、像素A5、像素B6、像素C7、像素B8及像素C9)。
在一些實施例中，光調整結構31可為用於會聚入射光的一會聚微透鏡。在一些實施例中，光調整結構31的材料可包含玻璃、環氧樹脂、矽氧樹脂(silicone resin)、聚氨酯(polyurethane)、其他合適的材料或其組合。舉例來說，光調整結構31可如第2A圖與第2B圖所示為凸形微透鏡。
參照第2A圖與第2B圖，在一些實施例中，固態影像感測器100可包含一網格結構40，網格結構40設置於調變層20中。在一些實施例中，網格結構40的材料可包含一透明介電材料，透明介電材料具有介於約1至約1.99的範圍內(例如，小於或等於1.4)的折射率，或者網格結構40可為空氣，且網格結構40的折射率小於調 變層20的折射率。
在一些實施例中，網格結構40可將調變層20分為多個調變區段。舉例來說，網格結構40可如第2A圖與第2B圖所示將調變層20分為調變區段20S5(其對應於像素A5)、調變區段20S2、調變區段20S4、調變區段20S6(其分別對應於像素B2、像素B4、像素B6)及調變區段20S1、調變區段20S3(其分別對應於像素C1、像素C3)。
在本實施例中，光調整結構31是一會聚微透鏡且光調整結構31對應於(具有九(3×3)個的)像素陣列PA。由於(會聚的)光調整結構31，入射光在像素陣列PA的中心上比在像素陣列PA的周圍上更強。為了像素均勻性，可調整每個像素的開口率以改進像素均勻性。
如第1圖、第2A圖與第2B圖所示，網格結構40可決定每個像素的開口率，使得像素A5的開口率小於像素B2(或像素B4、像素B6或像素B8)的開口率，而像素B2(或像素B4、像素B6或像素B8)的開口率小於像素C1(或像素C3、像素C7或像素C9)的開口率。舉例來說，網格結構40在調變區段20S5與調變區段20S4(或調變區段20S6)之間(即，第2A圖所示的網格結構40S1)具有網格寬度LW1，網格結構40在調變區段20S2與調變區段20S1(或調變區段20S3)之間(即，第2B圖所示的網格結構40S2)具有網格寬度LW2，且網格寬度LW1大於網格寬度LW2。此外，圍繞調變層20的網格結構40(即，第2A圖與第2B圖所示的網格結構40S3)具有網格寬度LW3，且網格寬度LW2大於網格寬度LW3。
在第2A圖與第2B圖所示的實施例中，由於網格寬度 LW1大於網格寬度LW2且網格寬度LW2大於網格寬度LW3，調變區段20S5的底面積DS5小於調變區段20S6(或20S2)的底面積DS6(或DS2)，而調變區段20S2(或20S6)的底面積DS2(或DS6)小於調變區段20S3的底面積DS3。因此，固態影像感測器100的不同像素區域的開口率可如第1圖所示彼此不同。
由於固態影像感測器100的不同像素區域的開口率可不同，其可能最佳化光分配(例如，防止入射光集中到隔離結構11或防止光電轉換元件13接收到不均勻的光強度)，從而提升來自固態影像感測器100的光電轉換元件13的影像訊號的品質。
第2C圖是根據本揭露另一實施例沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器100的部分剖面圖。參照第2C圖，在一些實施例中，固態影像感測器100可包含一金屬網格50，金屬網格50設置於調變層20中。在一些實施例中，金屬網格50的材料可包含鎢(W)、鋁(Al)、金屬氮化物(例如，氮化鈦(TiN))、其他合適的材料或其組合。
在一些實施例中，如第2C圖所示，金屬網格50的一部分(即，金屬網格50S3)可設置於網格結構40的底部，且金屬網格50將調變層20分為多個調變區段。舉例來說，金屬網格50將調變層20分為調變區段20S5(其對應於像素A5)、調變區段20S2(對應於像素B2)(未繪示於第2C圖中)、調變區段20S4、調變區段20S6(其分別對應於像素B4、像素B6)及調變區段20S1、調變區段20S3(其分別對應於像素C1、像素C3)(未繪示於第2C圖中)。
類似地，在本實施例中，如第1圖與第2C圖所示，金屬網格50可決定每個像素的開口率，使得固態影像感測器100的 不同像素區域的開口率可如第1圖所示彼此不同。舉例來說，金屬網格50在調變區段20S5與調變區段20S4(或調變區段20S6)之間(即，第2C圖所示的金屬網格50S1)具有金屬寬度MW1，圍繞調變層20的金屬網格50(即，第2C圖所示的金屬網格50S3)具有金屬寬度MW3，且金屬網格寬度MW1大於金屬寬度MW3。
此外，在一些實施例中，金屬網格50在調變區段20S2與調變區段20S1(或調變區段20S3)之間(即，未繪示於第2C圖)可具有小於金屬寬度MW1且大於金屬寬度MW3的另一個金屬寬度。
第2D圖是根據本揭露另一實施例沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器100的部分剖面圖。第2D圖所示的固態影像感測器100類似於第2B圖所示的固態影像感測器100。與第2B圖所示的固態影像感測器100的不同之處的一個不同之處在於，第2D圖所示的固態影像感測器100可進一步包含一金屬網格50，金屬網格50設置於網格結構40的底部。
類似地，在本實施例中，如第1圖與第2D圖所示，網格結構40(包含位於其底部的金屬網格50)可決定每個像素的開口率，使得固態影像感測器100的不同像素區域的開口率可如第1圖所示彼此不同。舉例來說，網格寬度LW1大於網格寬度LW3，使得調變區段20S5的底面積DS5小於調變區段20S6(或20S2)的底面積DS6(或DS2)。
第2E圖是根據本揭露另一實施例沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器100的部分剖面圖。參照第2E圖，在一些實施例中，固態影像感測器100的多個光電轉換元件13可由於隔 離結構11的偏移而彼此不同。舉例來說，可調整隔離結構11的位置以形成不同的光電轉換元件13。
如第2E圖所示，光電轉換元件13-4可對應於像素B4，光電轉換元件13-5可對應於像素A5，而光電轉換元件13-6可對應於像素B6。在本實施例中，如第1圖與第2E圖所示，隔離結構11(即，隔離結構11的偏移)可決定每個像素的開口率，使得固態影像感測器100的不同像素區域的開口率可如第1圖所示彼此不同。
舉例來說，對應於像素A5的光電轉換元件13-5的頂面積T5可小於對應於像素B4的光電轉換元件13-4的頂面積T4或者對應於像素B6的光電轉換元件13-6的頂面積T6。在一些實施例中，對應於像素B4的光電轉換元件13-4的頂面積T4(或者對應於像素B6的光電轉換元件13-6的頂面積T6)可小於對應於像素C1(或像素C3、像素C7或像素C9)的光電轉換元件(未繪示於第2E圖)的頂面積。
第2F圖至第2H圖是根據本揭露一些其他的實施例沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器100的部分剖面圖。在第2F圖至第2H圖所示的實施例中，(對應於像素B4的)調變區段20S4的底面積DS4、(對應於像素A5的)調變區段20S5的底面積DS5和(對應於像素B6的)調變區段20S6的底面積DS6可相同，而隔離結構11(即，隔離結構11的偏移)可決定每個像素的開口率，使得固態影像感測器100的不同像素區域的開口率可如第1圖所示彼此不同。
如第2F圖所示，固態影像感測器100的網格結構40可將調變層20分為多個調變區段。如第2G圖所示，金屬網格50的 一部分可設置於網格結構40的底部，而金屬網格50的另一部分可將調變層20分為多個調變區段。如第2H圖所示，固態影像感測器100的金屬網格50可設置於網格結構40的底部，而網格結構40與金屬網格50兩者可將調變層20分為多個調變區段。
第2I圖是根據本揭露另一實施例沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器100的部分剖面圖。第2I圖所示的固態影像感測器100類似於第2A圖與第2E圖所示的固態影像感測器100。亦即，網格結構40在調變區段20S5與調變區段20S4(或調變區段20S6)之間(即，第2I圖所示的網格結構40S1)可具有網格寬度LW1，圍繞像素陣列PA(調變區段20S4與調變區段20S6)的網格結構40(即，第2I圖所示的網格結構40S3)可具有網格寬度LW3，且網格寬度LW1大於網格寬度LW3，使得(對應於光電轉換元件13-5的)調變區段20S5的底面積DS5小於(對應於光電轉換元件13-6(或13-4)的)調變區段20S6(或20S4)的底面積DS6(或DS4)。此外，隔離結構11可偏移，使得對應於像素A5的光電轉換元件13-5的頂面積T5可小於對應於像素B4的光電轉換元件13-4的頂面積T4或者對應於像素B6的光電轉換元件13-6的頂面積T6。
因此，隔離結構11與網格結構40可決定每個像素的開口率，使得固態影像感測器100的不同像素區域的開口率可如第1圖所示彼此不同。舉例來說，像素A5的開口率小於像素B4或像素B6的開口率，而光電轉換元件13-4、光電轉換元件13-5和光電轉換元件13-6接收的光強度可更均勻。
第2J圖是根據本揭露另一實施例沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器100的部分剖面圖。如第2J圖所示，隔 離結構11可像是第2I圖所示的隔離結構11一樣偏移，金屬網格50在調變區段20S5與調變區段20S4(或調變區段20S6)之間(即，第2J圖所示的金屬網格50S1)具有金屬寬度MW1，圍繞像素陣列PA(調變區段20S4與調變區段20S6)的金屬網格50(即，第2J圖所示的金屬網格50S3)具有金屬寬度MW3，且金屬網格寬度MW1大於金屬寬度MW3。在本實施例中，隔離結構11(即，隔離結構11的偏移)與金屬網格50可決定每個像素的開口率，使得固態影像感測器100的不同像素區域的開口率可如第1圖所示彼此不同。
第2K圖是根據本揭露另一實施例沿著第1圖的線A-A’所切的固態影像感測器100的部分剖面圖。如第2K圖所示，隔離結構11可像是第2I圖所示的隔離結構11一樣偏移，網格寬度LW1大於網格寬度LW3。在本實施例中，隔離結構11(即，隔離結構11的偏移)與網格結構40(包含設置於其底部的金屬網格50)可決定每個像素的開口率，使得固態影像感測器100的不同像素區域的開口率可如第1圖所示彼此不同。
第3圖是根據本揭露一些實施例繪示固態影像感測器102的部分俯視圖。第4A圖是根據本揭露一實施例沿著第3圖的線C-C’所切的固態影像感測器102的部分剖面圖。第4B圖是根據本揭露另一實施例沿著第3圖的線C-C’所切的固態影像感測器102的部分剖面圖。第4C圖是根據本揭露另一實施例沿著第3圖的線C-C’所切的固態影像感測器102的部分剖面圖。應注意的是，為了簡便起見，第3圖、第4A圖、第4B圖和第4C圖中可能省略固態影像感測器102的一些部件。
類似地，第3圖僅繪示一個像素陣列PA，其包含對 應於一個光調整結構33的像素C1、像素B2、像素C3、像素B4、像素A5、像素B6、像素C7、像素B8及像素C9。亦即，像素陣列PA可為對應於一個光調整結構33的3×3像素陣列，且像素陣列PA可對應於3×3個光電轉換元件13(繪示於第4A圖至第4C圖)。
參照第4A圖，固態影像感測器102包含一半導體基板10，半導體基板10具有多個光電轉換元件13。在一些實施例中，固態影像感測器102可包含隔離結構11，隔離結構11設置於半導體基板10中，且光電轉換元件13可透過隔離結構11彼此隔離。固態影像感測器102也包含一調變層20，調變層20設置於光電轉換元件13的上方。
參照第4A圖，固態影像感測器102包含一光調整結構33，光調整結構33設置於調變層20之上，且光調整結構33可對應於像素陣列PA。亦即，光調整結構33可對應於九個像素(即，像素C1、像素B2、像素C3、像素B4、像素A5、像素B6、像素C7、像素B8及像素C9)。在本實施例中，光調整結構33可為如第4A圖所示的一發散微透鏡，且光調整結構33可對應於(具有九(3×3)個像素的)像素陣列。由於(發散的)光調整結構33，入射光在像素陣列PA的周圍上比在像素陣列PA的中心上更強。為了像素均勻性，可調整每個像素的開口率以改進像素均勻性。
如第3圖所示，像素B2、像素B4、像素B6及像素B8可具有相同的開口率，而像素C1、像素C3、像素C7及像素C9可具有相同的開口率。在第3圖所示的實施例中，像素A5的開口率大於像素B2(或像素B4、像素B6或像素B8)的開口率，而像素C1(或像素C3、像素C7或像素C9)的開口率等於像素A5的開口率。舉例來 說，如第4A圖所示，網格寬度LW1大於網格寬度LW3，使得調變區段20S5的底面積DS5大於調變區段20S6的底面積DS6。此外，在一些實施例中，(對應於像素C1的)調變區段20S1的底面積可等於調變區段20S5的底面積DS5。
在第4A圖所示的實施例中，網格結構40(包含設置於其底部的金屬網格50)可決定每個像素的開口率，使得多個像素的開口率可如第3圖所示。在一些其他的實施例中，金屬網格50或者不具有金屬網格50的網格結構40也可決定每個像素的開口率，在此不再重複。
參照第4B圖，在本實施例中，(具有或不具有金屬網格50的)網格結構40具有固定的寬度，使得(對應於像素B4)的調變區段20S4的底面積DS4、(對應於像素A5)的調變區段20S5的底面積DS5與(對應於像素B6)的調變區段20S6的底面積DS6可相等。此外，固態影像感測器102的多個光電轉換元件13可由於隔離結構11的偏移而彼此不同。舉例來說，可調整隔離結構11的位置以形成不同的光電轉換元件13。
如第4B圖所示，隔離結構11可偏移，使得對應於像素A5的光電轉換元件13-5的頂面積T5可大於對應於像素B4的光電轉換元件13-4的頂面積T4或者對應於像素B6的光電轉換元件13-6的頂面積T6。因此，光電轉換元件13-4、光電轉換元件13-5和光電轉換元件13-6接收的光強度可更均勻。此外，在一些實施例中，對應於像素C1的光電轉換元件(未繪示於第4B圖中)的頂面積可等於對應於像素A5的光電轉換元件13-5的頂面積T5。
在第4B圖所示的實施例中，隔離結構11(即，隔離 結構11的偏移)可決定每個像素的開口率，使得多個像素的開口率可如第3圖所示。
參照第4C圖，(具有或不具有設置於底部的金屬網格50的)網格結構40可具有網格寬度LW1和網格寬度LW3，且網格寬度LW1大於網格寬度LW3，使得對應於像素A5的調變區段20S5的底面積DS5大於對應於像素B6的調變區段20S6的底面積DS6；隔離結構11可偏移，使得對應於像素A5的光電轉換元件13-5的頂面積T5可大於對應於像素B4的光電轉換元件13-4的頂面積T4或者對應於像素B6的光電轉換元件13-6的頂面積T6。
在第4C圖所示的實施例中，隔離結構11(即，隔離結構11的偏移)與(具有或不具有金屬網格50的)網格結構40可決定每個像素的開口率，使得多個像素的開口率可如第3圖所示。
第5圖是根據本揭露一些實施例繪示固態影像感測器104的部分俯視圖。在第5圖所示的實施例中，光源可置於像素陣列PA的右側，使得入射光L可來自於像素陣列PA的右側。在一些其他的實施例中，光源可置於像素陣列PA的左側，使得入射光可來自於像素陣列PA的左側。第6A圖是根據本揭露一實施例沿著第5圖的線D-D’所切的固態影像感測器104的部分剖面圖。第6B圖是根據本揭露另一實施例沿著第5圖的線D-D’所切的固態影像感測器104的部分剖面圖。第6C圖是根據本揭露另一實施例沿著第5圖的線D-D’所切的固態影像感測器104的部分剖面圖。應注意的是，為了簡便起見，第5圖、第6A圖、第6B圖和第6C圖中可能省略固態影像感測器104的一些部件。
在第5圖所示的實施例中，由於(會聚的)光調整結構 31，在像素陣列PA(具有九(3×3)個像素)的最左像素(例如，像素B4)上的入射光將比其他像素(例如，像素A5和/或像素B6)更強。為了像素均勻性，可調整每個像素的開口率以改進像素均勻性。
舉例來說，如第6A圖所示，入射光L來自於右側，網格結構40在調變區段20S6與調變區段20S5之間(即，第6A圖所示的網格結構40S2)具有網格寬度LW2，及/或金屬網格50在調變區段20S6與調變區段20S5之間(即，第6A圖所示的金屬網格50S2)具有金屬寬度MW2，網格結構40在調變區段20S5與調變區段20S4之間(即，第6A圖所示的網格結構40S2’)具有網格寬度LW2’，及/或金屬網格50在調變區段20S5與調變區段20S4之間(即，第6A圖所示的金屬網格50S2’)具有金屬寬度MW2’，且網格寬度LW2’大於網格寬度LW2及/或金屬寬度MW2’大於金屬寬度MW2，使得對應於像素B4的調變區段20S4的底面積DS4小於對應於像素A5的調變區段20S5的底面積DS5，且對應於像素A5的調變區段20S5的底面積DS5小於對應於像素B6的調變區段20S6的底面積DS6。
亦即，網格結構40和/或金屬網格50可決定每個像素的開口率，使得像素B6(即，位於像素A5右側的像素)的開口率如第5圖所示大於像素A5的開口率，且像素A5的開口率如第5圖所示大於像素B4(即，位於像素A5左側的像素)的開口率。
參照第6B圖，在本實施例中，(對應於像素B4)的調變區段20S4的底面積DS4、(對應於像素A5)的調變區段20S5的底面積DS5與(對應於像素B6)的調變區段20S6的底面積DS6可相等，且隔離結構11可偏移以決定每個像素的開口率。
如第6B圖所示，對應於像素B4的光電轉換元件13-4 的頂面積T4可小於對應於像素A5的光電轉換元件13-5的頂面積T5，而對應於像素A5的光電轉換元件13-5的頂面積T5可小於對應於像素B6的光電轉換元件13-6的頂面積T6，使得多個像素的開口率可如第5圖所示。
參照第6C圖，在本實施例中，可調整(具有或不具有金屬網格50的)網格結構40，使得對應於像素B4的調變區段20S4的底面積DS4小於對應於像素A5的調變區段20S5的底面積DS5，且對應於像素A5的調變區段20S5的底面積DS5小於對應於像素B6的調變區段20S6的底面積DS6。此外，隔離結構11可偏移，使得對應於像素B4的光電轉換元件13-4的頂面積T4小於對應於像素A5的光電轉換元件13-5的頂面積T5，且對應於像素A5的光電轉換元件13-5的頂面積T5小於對應於像素B6的光電轉換元件13-6的頂面積T6。
在本實施例中，隔離結構11與(具有或不具有金屬網格50的)網格結構40可決定每個像素的開口率，使得多個像素的開口率可如第5圖所示。
第7圖是根據本揭露一實施例的影像的注意區域(region of interest)ROI。參照第7圖，注意區域ROI可由九個像素陣列PA所形成，且每個像素陣列PA如前述實施例所示可具有九(3×3)個(或更多)像素。如第7圖所示，像素陣列PA可形成為不規則的形狀。舉例來說，可根據光點(light spot)LS的位置修改每個像素陣列PA的形狀。
當像素陣列PA用於相位檢測自動對焦(phase detection auto focus、PDAF)時，像素合併(像素binning)可用 於像素陣列PA中。在一些實施例中，在低光強度下，可能會合併三個相鄰的像素。可透過將左邊像素的訊號強度與右邊像素的訊號強度進行比較或者將頂部像素的訊號強度與底部像素的訊號強度進行比較來執行PDAF功能。在頂部/底部的情況下，頂部可使用像素C1、像素B2和像素C3合併，而底部可使用像素C7、像素B8和像素C9合併。對於左邊/右邊的情況下，左邊可使用像素C1、像素B4和像素C7合併，而右邊可使用像素C3、像素B6和像素C9合併。在一些實施例中，在中等光強度下，可透過將像素B2的訊號強度與像素B8(頂部/底部)的訊號強度進行比較或者與像素B6(左邊/右邊)的訊號強度進行比較來執行PDAF功能。
第8圖是根據本揭露一些實施例繪示固態影像感測器108的部分俯視圖。第9圖是沿著第8圖的線E-E’所切的固態影像感測器108的部分剖面圖。應注意的是，為了簡便起見，第8圖和第9圖中可能省略固態影像感測器108的一些部件。
在一些實施例中，像素陣列PA可被設計為半遮蔽的，以減少用於PDAF功能的聚焦時間。如第8圖與第9圖所示，可調整在(對應於像素A5的)調變區段20S5與(對應於像素B6的)調變區段20S6或(對應於像素B4的)調變區段20S4之間的網格結構40(包含設置於其底部的金屬網格50)(例如，網格結構40S1與40S1’)，使得調變區段20S5的底面積DS5小於調變區段20S6(或20S4)的底面積DS6(或DS4)。舉例來說，調變區段20S5的底面積DS5與調變區段20S6(或20S4)的底面積DS6(或DS4)的比例可小於0.5。在本實施例中，調變區段20S5可填充綠色的材料。在一些其他的實施例中，調變區段20S5可填充黃色或透明的材料，以提高 在低光環境下的靈敏度。
第10圖是根據本揭露一些實施例繪示固態影像感測器110的部分剖面圖。應注意的是，為了簡便起見，第10圖中可能省略固態影像感測器110的一些部件。
在前述的實施例中，光調整結構可以是球面微透鏡(例如第圖2A~2K圖、第6A~6C圖、第9圖所示的光調整結構31)或凹形微透鏡(例如，第4A~4C圖所示的光調整結構33)。在一些其他的實施例中，光調整結構可以是非對稱的球面微透鏡，也可以不是微透鏡。如第10圖所示，固態影像感測器110的光調整結構35可為多層結構。在一些實施例中，光調整結構35可包含設置於調變層20之上的子層35-3、設置於子層35-3之上的子層35-2及設置於子層35-2之上的子層35-1。在一些實施例中，子層35-3的折射率可大於子層35-2的折射率，而子層35-2的折射率可大於子層35-1的折射率。光調整結構35的子層的數量可依據實際需求調整。
第11圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示固態影像感測器112的部分剖面圖。應注意的是，為了簡便起見，第11圖中可能省略固態影像感測器112的一些部件。
參照第11圖，固態影像感測器112可具有低折射混合方案。亦即，固態影像感測器112可包含一彩色濾光層70，彩色濾光層70設置於調變層20之上以濾光，且網格結構40的折射率可小於調變層20的折射率以分光。因此，堆疊的調變層20和彩色濾光層70可改善調變區段20S5(及調變區段20S4和調變區段20S6)的通道分離。
在一些實施例中，固態影像感測器112可進一步包含 一氣隙40G，氣隙40G設置於網格結構40中。特別是，氣隙40G可設置於網格結構40對應於第一像素區域與第二像素區域之間或第二像素區域與第三像素區域之間的空間中(例如，在第11圖所示的網格結構40S1中)。
在一些實施例中，調變層20的厚度HA與彩色濾光層70的厚度HB可不同。舉例來說，調變層20的厚度HA與彩色濾光層70的厚度HB的比例可介於約0.25至約1之間。
在本揭露的實施例中，像素陣列PA可包含N×N的光電轉換元件，N為大於或等於3的正整數(例如，N=2n+1且n為正整數)。第12圖是根據本揭露一實施例繪示固態影像感測器114的部分俯視圖。第13圖是沿著第12圖的線F-F’所切的固態影像感測器114的部分剖面圖。應注意的是，為了簡便起見，第12圖和第13圖中可能省略固態影像感測器114的一些部件。
在第12圖所示的實施例中，像素陣列PA’為對應於5×5個光電轉換元件的5×5像素陣列。此外，每個像素的開口率並未繪示於第12圖中。舉例來說，光調整結構31可為用於會聚入射光的一會聚微透鏡，且每個像素的開口率可沿著光調整結構31的輻射方向改變。特別是，每個像素的開口率可沿著光調整結構31的輻射方向越來越大。在第12圖所示的實施例中，像素B8、像素B12、像素B14、像素B18可具有相同的開口率，像素C3、像素C7、像素C9、像素C11、像素C15、像素C17、像素C19、像素C23可具有相同的開口率，像素D2、像素D4、像素D6、像素D10、像素D16、像素D20、像素D22、像素D24可具有相同的開口率，像素E1、像素E5、像素E21、像素E25可具有相同的開口率。
在一些實施例中，如第13圖所示，網格結構40在調變區段20S13與調變區段20S12(或調變區段20S14)之間(即，第13圖所示的網格結構40S2)具有網格寬度LW2，網格結構40在調變區段20S12與調變區段20S11之間(或在調變區段20S14與調變區段20S15之間)(即，第13圖所示的網格結構40S3)具有網格寬度LW3，而圍繞調變層20的網格結構40(即，第13圖所示的網格結構40S4)具有網格寬度LW4。如第13圖所示，網格寬度LW2大於網格寬度LW3，而網格寬度LW3大於網格寬度LW4。
因此，如第12圖與第13圖所示，對應於像素A13的調變區段20S13的底面積DS13小於對應於像素B14的調變區段20S14的底面積DS14，而對應於像素B14的調變區段20S14的底面積DS14小於對應於像素C15的調變區段20S15的底面積DS15。
在本實施例中，如第12圖與第13圖所示，網格結構40(和/或金屬網格50)可決定每個像素的開口率，使得像素A13的開口率小於像素B8(或像素B12、像素B14或像素B18)的開口率，像素B8(或像素B12、像素B14或像素B18)的開口率小於像素C3(或像素C7、像素C9、像素C11、像素C15、像素C17、像素C19或像素C23)的開口率，像素C3(或像素C7、像素C9、像素C11、像素C15、像素C17、像素C19或像素C23)的開口率小於像素D2(或像素D4、像素D6、像素D10、像素D16、像素D20、像素D22或像素D24)的開口率，而像素D2(或像素D4、像素D6、像素D10、像素D16、像素D20、像素D22或像素D24)的開口率小於像素E1(或像素E5、像素E21或像素E25)的開口率。
此外，在一些實施例中，圍繞調變層20的網格結構 40(即，第13圖所示的網格結構40S4)可具有外高度HO，網格結構40在調段區段20S11、20S12、20S13、20S14、20S15等之間(即，第13圖所示的網格結構40S2、網格結構40S3)可具有內高度HI，且內高度HI如第13圖所示低於外高度HO。
在本揭露的一些其他的實施例中，像素陣列PA可包含N×N的光電轉換元件，其中N=2n且n為正整數。第14圖是根據本揭露另一實施例繪示固態影像感測器116的部分俯視圖。第15圖是沿著第14圖的線G-G’所切的固態影像感測器116的部分剖面圖。應注意的是，為了簡便起見，第14圖和第15圖中可能省略固態影像感測器116的一些部件。
在第14圖所示的實施例中，像素陣列PA”為對應於4×4個光電轉換元件的4×4像素陣列。此外，每個像素的開口率並未繪示於第14圖中。舉例來說，光調整結構31可為用於會聚入射光的一會聚微透鏡，且每個像素的開口率可沿著光調整結構31的輻射方向改變。特別是，每個像素的開口率可沿著光調整結構31的輻射方向越來越大。在第14圖所示的實施例中，像素B2、像素B3、像素B5、像素B8、像素B9、像素B12、像素B14、像素B15可具有相同的開口率，像素C1、像素C4、像素C13、像素C16可具有相同的開口率。
參照第14圖與第15圖，在一些實施例中，調變區段20S6可對應於像素A6、像素A7、像素A10和像素A11。換言之，第一像素區域可對應於四(2×2)個光電轉換元件13。此外，這四個光電轉換元件13可形成P-N接面AJ。
在第14圖與第15圖所示的實施例中，網格寬度LW1 大於網格寬度LW3。在本實施例中，如第14圖與第15圖所示，網格結構40(和/或金屬網格50)可決定每個像素的開口率，使得像素A6(或像素A7、像素A10或像素A11)的開口率小於像素B5(或像素B2、像素B3、像素B8、像素B9、像素B12、像素B14或像素B15)的開口率，而像素B5(或像素B2、像素B3、像素B8、像素B9、像素B12、像素B14或像素B15)的開口率可小於像素C1(或像素C4、像素C13或像素C16)的開口率。
第16圖是根據本揭露一些實施例繪示固態影像感測器100的像素陣列的部分俯視圖。第17圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示固態影像感測器100的像素陣列的部分俯視圖。第18圖是根據本揭露一些其他的實施例繪示固態影像感測器100的像素陣列的部分俯視圖。
應注意的是，在一些實施例中，第1圖所示的像素陣列PA可為第16圖、第17圖或第18圖所示的像素陣列的其中之一。在一些其他的實施例中，第3圖所示的像素陣列PA、第5圖所示的像素陣列PA、第7圖所示的像素陣列PA、第8圖所示的像素陣列PA、第12圖所示的像素陣列PA’或第14圖所示的像素陣列PA”也可為第16圖、第17圖或第18圖所示的像素陣列的其中之一。
參照第16圖、第17圖與第18圖，多個像素陣列可形成一嵌鑲圖案。如第16圖所示，嵌鑲圖案可包含紅色像素陣列PA(R)、綠色像素陣列PA(G)與藍色像素陣列PA(B)，其可稱為RGB排列。如第17圖所示，嵌鑲圖案可包含青色像素陣列PA(C)、洋紅色像素陣列PA(M)與黃色像素陣列PA(Y)，其可稱為CMY排列。如第18圖所示，嵌鑲圖案可包含紅色像素陣列PA(R)、黃色像 素陣列PA(Y)與藍色像素陣列PA(B)，其可稱為RYYB排列。然而，本揭露不限於上述提及的排列和顏色。
綜上所述，根據本揭露的實施例，固態影像感測器包含像素陣列，且每個像素的多個像素可具有不同的開口率。這可以最佳化光分配(例如，防止入射光集中到隔離結構或防止光電轉換元件接收到不均勻的光強度)，從而提升來自固態影像感測器的光電轉換元件的影像訊號的品質。
以上概述數個實施例的部件，以便在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者可以更理解本揭露實施例的觀點。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應該理解，他們能以本揭露實施例為基礎，設計或修改其他製程和結構以達到與在此介紹的實施例相同之目的及/或優勢。在本揭露所屬技術領域中具有通常知識者也應該理解到，此類等效的結構並無悖離本揭露的精神與範圍，且他們能在不違背本揭露之精神和範圍之下，做各式各樣的改變、取代和替換。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，雖然本揭露已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露。
100:固態影像感測器
31:光調整結構
A5,B2,B4,B6,B8,C1,C3,C7,C9:像素
A-A’,B-B’:線
PA:像素陣列
X,Y:坐標軸

Claims (16)

  1. 一種固態影像感測器，包括：一半導體基板，具有複數個光電轉換元件，該些光電轉換元件形成一N×N像素陣列，N為大於或等於3的正整數；一調變層，設置於該些光電轉換元件的上方；以及一光調整結構，設置於該調變層之上，其中該N×N像素陣列共享該光調整結構，且該N×N像素陣列包括：一第一像素區域，具有至少一第一像素；及一第二像素區域，在一第一方向和與該第一方向不同的一第二方向上與該第一像素區域相鄰，並具有複數個第二像素，其中該至少一第一像素的開口率與該些第二像素的一個的開口率不同。
  2. 如請求項1之固態影像感測器，其中該光調整結構為一會聚微透鏡，且該固態影像感測器更包括：一網格結構，設置於該調變層中以將該調變層分為對應於該至少一第一像素的一第一調變區段及對應於該些第二像素的複數個第二調變區段，其中該網格結構的材料包括一透明介電材料，該透明介電材料具有介於1至1.99的範圍內的折射率，或者該網格結構為空氣。
  3. 如請求項2之固態影像感測器，其中該第一調變區段的底面積小於該些第二調變區段的一個的底面積，該第一調變區段的底面積與該些第二調變區段的一個的底面積的比例小於0.5，且第一調變區段填充綠色、黃色或透明的材料。
  4. 如請求項2之固態影像感測器，其中當一入射光 來自該第一調變區段的一第一側時，位於與該第一調變區段的該第一側相對的一第二側上的該些第二調變區段中的一個的開口率小於位於該第一調變區段的該第一側的該些第二調變區段中的另一個的開口率。
  5. 如請求項2之固態影像感測器，其中該N×N像素陣列更包括：一第三像素區域，在該第一方向和該第二方向上與該第二像素區域相鄰，並具有複數個第三像素，其中該些第三像素的一個的開口率與該至少一第一像素的開口率和該些第二像素的一個的開口率不同，該網格結構將該調變層進一步分為對應於該些第三像素的複數個第三調變區段，該網格結構在該第一調變區段與該些第二調變區段的一個之間具有一第一網格寬度，該網格結構在該些第二調變區段的一個與該些第三調變區段的一個之間具有一第二網格寬度，且該第一網格寬度大於該第二網格寬度。
  6. 如請求項1之固態影像感測器，其中該光調整結構為一會聚微透鏡，且該固態影像感測器更包括：一金屬網格，設置於該調變層中以將該調變層分為對應於該至少一第一像素的一第一調變區段及對應於該些第二像素的複數個第二調變區段，其中該金屬網格在該第一調變區段與該些第二調變區段的一個之間具有一第一金屬寬度，圍繞該調變層的該金屬網格具有一第二金屬寬度，且該第一金屬寬度大於該第二金屬寬度。
  7. 如請求項1之固態影像感測器，其中當該光調整 結構為一會聚微透鏡時，該些光電轉換元件中對應於該至少一第一像素的一個的頂面積小於該些光電轉換元件中對應於該些第二像素的另一個的頂面積；當該光調整結構為一發散微透鏡時，該些光電轉換元件中對應於該至少一第一像素的一個的頂面積大於該些光電轉換元件中對應於該些第二像素的另一個的頂面積。
  8. 如請求項1之固態影像感測器，其中該光調整結構為一發散微透鏡，且該固態影像感測器更包括：一網格結構，設置於該調變層中以將該調變層分為對應於該至少一第一像素的一第一調變區段及對應於該些第二像素的複數個第二調變區段，其中該網格結構的材料包括一透明介電材料，該透明介電材料具有介於1至1.99的範圍內的折射率，或者該網格結構為空氣。
  9. 如請求項8之固態影像感測器，其中該第一調變區段的底面積大於該些第二調變區段的一個的底面積，且該固態影像感測器更包括：一金屬網格，設置於該網格結構的底部。
  10. 如請求項8之固態影像感測器，其中該N×N像素陣列更包括：一第三像素區域，在該第一方向和與該第二方向上與該第二像素區域相鄰，並具有複數個第三像素，其中該些第三像素的一個的開口率與該至少一第一像素的開口率和該些第二像素的一個的開口率不同，該網格結構在該第一調變區段與該些第二調變區段的一個之間具有一第一網格寬度，圍繞該調變層的該網格結構具有一第二網格寬度，且該第一網格寬度大於 該第二網格寬度。
  11. 如請求項1之固態影像感測器，其中該光調整結構為一發散微透鏡，且該固態影像感測器更包括：一金屬網格，設置於該調變層中以將該調變層分為對應於該至少一第一像素的一第一調變區段及對應於該些第二像素的複數個第二調變區段，其中該金屬網格在該第一調變區段與該些第二調變區段的一個之間具有一第一金屬寬度，圍繞該調變層的該金屬網格具有一第二金屬寬度，且該第一金屬寬度大於該第二金屬寬度。
  12. 如請求項1之固態影像感測器，更包括：一網格結構，設置於該調變層中；一彩色濾光層，設置於該調變層之上；及一氣隙，設置於該網格結構對應於該第一像素區域與該第二像素區域之間的空間中，其中該網格結構的折射率小於該調變層的折射率。
  13. 如請求項1之固態影像感測器，更包括：一網格結構，設置於該調變層中；及一彩色濾光層，設置於該調變層之上；其中該網格結構的折射率小於該調變層的折射率，且該調變層的厚度與該彩色濾光層的厚度的比例介於0.25與1之間。
  14. 如請求項1之固態影像感測器，其中在該N×N像素陣列中的開口率沿著該光調整結構的輻射方向改變。
  15. 如請求項1之固態影像感測器，其中當N=2n且n為正整數時，該第一像素區域對應於四個光電轉換元件，且該四個 光電轉換元件形成P-N接面。
  16. 如請求項1之固態影像感測器，其中該N×N像素陣列形成一嵌鑲圖案，且該嵌鑲圖案包括RGB排列、CMY排列或RYYB排列。
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